Estrategias de adaptación al cambio climático: como proceder en un clima

incierto? Ana Lopez

Centre for Climate Change Economics and Policy,Centre for the Analysis of Time Series,

Grantham Research Institute,London School of Economics.

“Adapting my business”Casa América, Madrid7 de junio de 2012

Índice• Adaptación al cambio climático:

– puntos en común con otras áreas de gestión de riesgo.

– diferencias: incertidumbre en futuros riesgos asociados al cambio climático.

• ¿Como proceder: un marco para la toma decisiones basado en la gestión de riesgos ?– pasos a seguir

– información necesaria: cuando es relevante la información climática detallada?

• Algunos ejemplos de aplicación de métodos robustos.

Adaptación a cambio climático y gestión de riesgo• El desarrollo e implementación de planes de adaptación al cambio climático,

presenta los mismos desafíos que muchas otras áreas de la gestión de riesgo y toma de decisiones, por ejemplo,– necesidad de compatibilizar diferentes objetivos y valores–diferentes percepciones del riesgo–falta de información e incertidumbre–falta de voluntad política, inercia institucional y corto plazo.–restricciones presupuestarias

• Los ecosistemas y los seres humanos se adaptan continuamente (reactivamente y en diferente grado) a la variabilidad natural del clima.

¿Por qué decimos entonces que la adaptación al cambio climático es diferente?

Adaptación a cambio climático: información histórica Información sobre riesgos climáticos: observaciones− Debido a que la concentración de gases de efecto invernadero aumento rápidamente desde el comienzo de la revolución industrial, el sistema no puede considerarse estacionario. Por lo tanto, si los planes de adaptación se basan únicamente en la historia reciente de cambios observados pueden resultar inadecuados.

Buntgen et al, Science (2011)

Benito et al, J. of Hydrology (2005)

IPCC AR4(2007)

Adaptación a cambio climático: proyecciones futurasInformación sobre riesgos climáticos: proyecciones de modelos.Estimación de la probabilidad de ocurrencia de diferentes eventos (inundaciones, sequias, etc.) reflejan el conocimiento actual (limitado) del sistema climático, pero podrían cambiar en el futuro.

Gaertner et al (2012)Barrera-Escoda et al (2011) Estimación de la probabilidad de ocurrencia de diferentes

eventos (inundaciones, sequias, etc.) reflejan el conocimiento actual (limitado) del sistema climático, pero podrían cambiar en el futuro.

Adaptación a cambio climático: incerteza

Ilustración sobre como la probabilidad de cumplir con reglamentación sobre flujos ecológico depende del modelo usado para calcular la curva de excedencia. New et al (2007)

El método tradicional de optimizar costos vs beneficios maximizando una función de utilidad funciona cuando la probabilidad de que ocurra el evento en cuestión esta bien determinada.

Sin embargo , en el caso de muchas decisiones, como obras de infraestructura, se requiere planear e invertir ahora para un futuro incierto, i.e., con probabilidades inciertas o desconocidas

Dada la información disponible y su grado de incertidumbre, como atacar el problema de adaptación al cambio climático de modo de evitar mal-adaptación?Barrera-Escoda et al (2011)

Marco para la toma de decisiones

Source: Ranger et al (2010), see also Willows and Connel (2003)

Definición del problema

Evaluación de las soluciones

Implementación

Definir los objetivos de adaptación y las posibles limitaciones para alcanzarlos Quienes son los actores relevantes?Cuales son las limitaciones externas?Cuales son las características de una adaptación exitosa?Identificar las vulnerabilidades presentes, y las posibles sensibilidades en el futuroCuan vulnerable es mi sistema a la variabilidad climática actual?Cuales son los cambios futuros que podrían afectar a mi sistema durante su vida útil?

Definir y caracterizar las opciones de adaptaciónCuales son las opciones disponibles que permiten adaptar mi sistema a todo el rango de potenciales cambios?Cuales son sus características?

Evaluación de las opciones.Cual es la efectividad de cada opción frente a diferentes escenarios posibles?Cual es la información disponible acerca de las probabilidad de que cada uno de esos escenarios ocurran y de su desarrollo temporal?Elaboración del plan de implementación Dada la efectividad de diferentes opciones de acuerdo con los criterios de evaluación seleccionados: cuales opciones deben ser implementadas y cuando?

Implementar la o las opciones seleccionadas.Evaluación y monitoreo constanteSe alcanzaron los objetivos?Hubo cambios en el contexto de las medidas de adaptación que requieran una revisión/modificación de los planes?Existe nueva información que permite actualizar los planes de ejecución?

Ejemplos de factores a considerar en la etapa de definición del problema

Source: Ranger et al (2010)

1. Definir los objetivos de adaptación y posibles factores condicionantes

2. Evaluar vulnerabilidad actual y futuras sensibilidades

3. Definir y caracterizar las opciones de

adaptación

• Condicionantes económicos: presupuesto, metas de productividad, competitividad, etc.• Condicionantes socio- políticos: regulaciones medio ambientales, condicionantes geográficos,

preferencias del publico, etc.• Criterios de decisión: costo-beneficio o costo-efectividad, etc. • Otras consideraciones: efectos distributivos, aversión al riesgo y la ambigüedad, tratamientos de

impactos no monetarios.

•Vulnerabilidad actual: susceptibilidad actual a variaciones y extremos climáticos, capacidad de adaptación autónoma, sensibilidad a valores umbrales, interdependencia con otros sectores (agua- energía, energía -transporte, etc.),etc.•Factores de riesgo climáticos: rango de impactos directos e indirectos y de los posibles cambios en el sistema, identificación de la incertidumbre en las proyecciones climáticas y posibles errores , impactos reversibles e irreversibles, distribución de impactos (por región, sector de la población, etc.),etc.•Factores de riesgo no climáticos: impactos directos e indirectos, reversibles e irreversibles, distribución, etc.

• Tipo de opciones: autónoma o planeada, anticipatoria o reactiva, reversible o irreversible, etc.• Resultados esperados: costos y beneficios, co-beneficios y complementariedades, etc.• Características temporales: dependencia temporal de costos y beneficios, duración de

implementación del proyecto y vida útil, flexibilidad inversiones a fondo perdido, irreversibilidad, barreras de mercado)

• Distribución de costos y beneficios: quien paga, quien se beneficia, • Incertidumbre: caracterización de los riesgos asociados con la opción elegida, habilidad para

hacer frente a extremos.Source: Ranger et al (2010),

Ilustración sobre cuales métodos rigurosos de toma de decisiones son apropiados dependiendo de las características de la información disponible y los criterios adoptados.

Source: Ranger et al (2010)

Puedo asumir que las probabilidades asociadas a factores de riesgo climático son conocidas?Estoy frente a una

decisión irreversible?Existe la posibilidad de que en el futuro mejore el conocimiento de las probabilidades?

Tengo probabilidades contradictorias o incompletas (ambigüedad), o no tengo probabilidades (robustas) . i.e., absoluto (ignorancia)?

Opciones reales

Soy adverso al riesgo, valúo como se distribuyen los resultados sobre los diferentes individuos?

Tengo maneras deponderar las diferentesposibles distribucionesde probabilidad?

Teoría de toma de decisionesRobustas o info-gap

Tengo un modelo del comportamientodel sistema?

Puedo cuantificar cuanto mejor es una opción que otra.

Utilidad esperada Valor esperado

Modelo de ambigüedad

Max min utilidad esperada

maxmin Minimax regret or alfa maxmin

Solo se pueden ordenar los resultados

Se pueden evaluar la efectividad relativa de diferentes opciones

no

no

no

nono

Ignoranciaambigüedad

si

si

si

si

si

I) Ilustración del método de toma de decisiones robustas : recursos hídricos

Objetivo: una compañía proveedora de agua tiene que garantizar el suministro en su región por los próximos 80 años minimizando el costo.Los dos criterios a tener en cuenta son:

• Un numero tolerable de fallas, i.e., veces en el que el suministro de agua podría no satisfacer la demanda en el periodo de tiempo considerado (2006-2079 en este ejemplo); y

• El costo de las medidas requeridas para garantizar que no se superen el numero tolerable de fallas del sistema.

Las opciones posibles consisten de medidas de reducción la demanda o medidas de incremento en el suministro de agua.

OpcionesEl decisor tiene cuatro opciones posibles:• Incrementar la capacidad de almacenaje durante los periodos de lluvia y mayores

flujos, mediante el incremento en 18% de la capacidad del reservorio 1 ( BIG). • Reducir la demanda de los mayores consumidores (‘demanda 1’) en un 15%;

mediante un plan de manejo y reducción de demanda concentrado en una parte de la zona controlada por la compañía de agua (DEM1).

• Reducir la demanda de todos los consumidores en un 15% (allDEM). Dado que parte de estos consumidores están en otra zona a la que la compañía involucrada transfiere agua, esta opción representa un programa de manejo de demanda en coordinación con otras compañías en zonas vecinas

• Opción que consiste en combinar ‘BIG’ y ‘allDEM’.

Para explorar cual es el grado de robustez de las diferentes opciones, se genero un ensemble de futuros climas (consistentes con los actuales modelos computacionales)

Métrica que representa el rango de incertidumbre en las proyecciones climáticas (la fig. ilustra el rango de incerteza, no representa una probabilidad)

Efectividad de las medidas de adaptación considerando todo el rango de incerteza.

Efectividad de las diferentes opciones para reducir el riesgo de falla del sistema frente a la gran incertidumbre en las proyecciones climáticas: existen soluciones robustas frente al rango de incerteza?

num

ber o

f fai

lure

s

Podrían ocurrir otro extremos que los actuales modelos no pueden simular? Cuan efectivas serian estas medidas en ese caso ? Podríamos esperar a tener mas información ?

Corto plazo: una mayor capacidad de almacenamiento no presenta ventajas adicionales.

Largo plazo: mayor capacidad de almacenamiento seria necesaria, pero se puede esperar y re-evaluar el plan de adaptación en 10 años

Podría esto ocurrir antes de los proyectado? Habría tiempo en ese caso para construir la infraestructura necesaria?

Efectividad de las diferentes opciones para reducir el riesgo de falla del sistema frente a la gran incertidumbre en las proyecciones climáticas: se puede esperar a que haya nueva/mejor información?

La compañía de agua tiene que, además de cumplir con el objetivo de satisfacer la demanda cumpliendo con el limite tolerable de fallas, hacerlo al menor costo posible. Por lo tanto, para evaluar las opciones de adaptación y elegir las mas apropiadas , se deben considerar sus costos.

De acuerdo con esta evaluación, las opciones que consisten en manejo y reducción de demanda son mas efectivas desde el punto de vista de su costos comparadas con las opciones que incluyen un incremento en el tamaño del reservorio. AISC: costo social incremental promedio requiere fuerte suposiciones acerca de tiempo de implementación de las medidas proyectadas.

Evaluación de los costos de diferentes opciones

ASC(2011)

II) Planeamiento para la provisión de agua de la ciudad de Londres.Thames Water provee agua a 6.5 millones de usuarios en Londres. En esta región la diferencia entre agua disponible y demanda es cada vez mayor durante las sequias. Para solucionar este problema la compañía planea • desarrollar esquemas de aguas subterráneas, • planes de manejo de demanda • reducción de perdidas. Asimismo se están considerando, • un nuevo reservorio • transferencia de agua de otras zonas.

En este estudio de caso se consideraron las implicaciones de tener en cuenta el rango completo de incertidumbre climática en los planes de inversión de la compañía. En base a este análisis se diseñaron tres “caminos ” posibles para cerrar la brecha entre oferta y demanda de agua, y cuya efectividad resulta dependiente de los escenarios climáticos considerados.

ASC(2011)

Provisión de agua de la ciudad de Londres.Este análisis indica que la incertidumbre climática afecta:• El tamaño del gap entre demanda y

suministro: el déficit varia en alrededor de 25% en la década de 2050, dependiendo del escenario climático utilizado; y

• La rentabilidad del reservorio dado que la diferencia entre agua disponible en años secos y años húmedos varia en alrededor del 30% según el escenario climático

Estas variaciones afectan los planes de inversión desarrollados para cada escenario• Las opciones que son robustas frente a cualquier escenario incluyen : pequeños esquemas de suministro de

agua, reducción de perdidas en el sistema de distribución e instalación de medidores (targeted metering).• La efectividad de opciones que requieren inversiones de largo plazo depende de cual escenario climático se

desarrolla, i.e., si se construye un reservorio, el tamaño mas rentable depende de la velocidad con que cambia el clima (high vs medium scenarios).

Estos resultados están basados en un análisis parcial de los datos

ASC(2011)

III) Proyecto Thames Estuary 2100. Es un plan para manejar el riesgo de inundaciones en Londres y el estuario del Támesis por los próximos 100 años, utilizando opciones reales combinado (informalmente) con toma de decisiones robustas.

Diagrama de umbrales, lead times y puntos de decisión

Source: Reeder et al (2010), EA(2009)

Opciones de adaptación (no detalladas) y posibles “caminos” a seguir (eje vertical), para diferentes valores del nivel de agua (eje horizontal). La línea azul ilustra una “ruta” posible en la cual primero se seguiría el camino determinado por la proyección HLO2, y después se cambiaria a HLO4 si el nivel del mar creciera mas rápido que lo actualmente proyectado.

IV) Manejo de recursos hídricos en deltas.Haasnoot et al (2012) , usan IAM para combinar escenarios climáticos y de desarrollo socio- económico para desarrollar opciones de adaptación e identificar oportunidades, estrategias flexibles junto con su desarrollo temporal optimo.

Source: Haasnoot et al (2012)

Manejo de recursos hídricos en deltas.

“Caminos” de adaptación para el manejo de inundaciones en deltasCírculos: “estación de transito” hacia otra estrategia.Blocs: punto de inflexión en la estrategia de adaptación (tipping point) .

Source: Haasnoot et al (2012)

ConclusionesEn muchos casos existen opciones reversibles o blandas (“non-regrets”) disponibles, tales como medidas que • sirven para hacer el sistema robusto frente a la variabilidad natural del clima• permiten manejar los riesgos no climáticos• reducen la vulnerabilidad del sistema y lo hacen resistente a cambios externos (shocks)• presentan co-beneficios con otros sectores

Medidas irreversibles o duras (“high regrets”) cuyo beneficio depende fuertemente de cambios climáticos inciertos, son obras de larga vida útil y con alto costo inicial (infraestructura y edificios)• en estos casos la adopción de medidas flexibles es preferible frente a la adopción de medidas consideradas optimas.

En el caso de medidas irreversibles es recomendable adoptar medidas robustas (efectivas) frente a un amplio rango de climas futuros diseñar planes que permitan hacer ajustes a medida que pasa el tiempo (flexibilidad) Adoptar un método de toma de decisiones que permita secuenciar las medidas, incorporando nueva información

constantemente, por ejemplo adoptando medidas flexibles o “non-regrets” en lo inmediato, que permitan ganar tiempo hasta que nueva información este disponible, en lugar de tomar medidas inflexibles como primera opción.

La elección de planes que incluyen flexibilidad, en lugar de optimización, conlleva en muchos casos , costos adicionales . Eneste caso se debe buscar un balance entre optimización y flexibilidad que debe ser tenido en cuenta a la hora de desarrollar planes de adaptación.

Conclusiones• Abandonar el paradigma de predecir y luego actuar, en favor de un enfoque basado en considerar cual es

el objetivo de la acción de adaptación y cuales son las limitaciones y el contexto del problema, permite planear medidas de adaptación robustas frente a la gran incerteza característica de las proyecciones de cambio climático y de posibles desarrollos socio-económicos.

• Una planificación para la adaptación al cambio climático robusta comienza con una clara comprensión de las actuales vulnerabilidades del sistema y las medidas que deben tomarse para que sea resistente. La adaptación al cambio climático en el futuro se puede construir sobre este conocimiento.

• Cuando no existe información probabilística confiable, métodos de toma de decisiones robustos constituyen una herramienta poderosa para el planeamiento.

• Medidas que requieren acciones urgentes incluyen– Identificar y manejar los riesgos que son altamente sensibles a variaciones climáticas en el corto plazo– Identificar cuales decisiones tomadas hoy pueden incrementar vulnerabilidades futuras o reducir la posibilidad de adoptar planes flexibles que

permitan la constante re- evaluación de las medidas adoptadas.

• Beneficios de medidas tempranas de adaptación incluyen• Adoptar medidas non-regrets• Considerar medidas que estimulen adaptación autónoma , como diseminación de información sobre posibles riesgos climáticos.• Identificar opciones que requieren plazos largos de implementación , como investigación y desarrollo.

Some references• Lopez., A., F. Fung, M. New, G. Watts, A. Weston, R. Wilby, “From climate model ensembles to climate change impacts: a

case study of water resource management in the South West of England”, Water Resour. Res., 45, W08419.• New. M., Lopez, A., Dessai, S., and R. Wilby (2007) “Challenges in using probabilistic climate change information for impact

assessments: an example from the water sector”. Philosophical Transactions of the Royal Society, A365,2117-2131. • Lopez, A., Tebaldi, C., New, M., Stainforth, D., Allen, M. and J. Kettleborough (2006) “Two approaches to quantifying

uncertainty in climate change”. Journal of Climate, 19: 4785. • F. Fung, A. Lopez, and M. New, “ Applying probabilistic climate change information to strategic resource assessment”,

Science Report – SC050045/SR , Environment Agency of England and Wales, April 2009.• Nicola Ranger, Antony Millner, Simon Dietz, Sam Fankhauser, Ana Lopez and Giovanni Ruta (2010) “Adaptation in the UK:

a decision-making process”. Policy Brief, Grantham Research Institute, September 2010.• Nicola Ranger, Antony Millner, Ana Lopez, Giovanni Ruta and Alice Hardiman (2010) “Adaptation in the UK: a decision-

making process. Technical Annexes”. Policy Brief, Grantham Research Institute, September 2010.• F. Fung, A. Lopez and M. New, editors, “Modelling the impacts of climate change”, Blackwell Publishing Ltd., October 2010.• A. Lopez, R. Wilby, F. Fung, M. New , “ Emerging Approaches to Climate Risk Management”, in Modelling the impacts of

climate change in water resources, F. Fung, A. Lopez and M. New, editors, Blackwell Publishing Ltd., October 2010.• A. Lopez , “A Case Study of Water Resources Management in the South West of England “, in Modelling the impacts of

climate change in Water Resources, F. Fung, A. Lopez and M. New, editors, Blackwell Publishing Ltd., October 2010.• A. Lopez, ‘Regional Implications’, in Solutions to Climate Change Challenges, D. Proverbs et al, editors, Blackwell

Publishing Ltd, January 2012• Smith, L.A.(2009). Toward decision-relevant probability distributions: Communicating ignorance, uncertainty and model-

noise [PowerPoint slides]. Available from the Royal Meteorological Society website: /http://www.rmets.org/pdf/presentation/20091015-smith.pdfS